JP2688533B2 - アーク溶接ロボットの溶接終端処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記憶再生型のアーク溶接ロボット（自動溶
接位置）にて溶接ビードの始端と終端とを会合させて溶
接を終了する溶接終端処理方法に関する。

［従来の技術］ 従来、自動溶接装置により溶接ビードの始端と終端と
を会合させて溶接を終了する溶接終端部でのクレータ処
理は、第３図に示すように、会合する先の溶接ビード
（溶接始端ビード）２の溶接開始位置Ａまで溶接トーチ
１を、母材３との高さ関係を変えることなく（即ち溶接
トーチ１からのワイヤ突出量をほぼ一定に保ったまま
で）、一定の溶接速度で移動させ、溶接開始位置Ａに到
達すると溶接トーチ１の移動を停止させる。これと同時
に、溶接電圧および溶接電流をクレータ処理溶接条件に
変更する。そして、所定時間だけクレータ処理溶接条件
にて溶接を続行した後、溶接を終了する制御を行ない、
クレータ処理を施している。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の従来のクレータ処理では、溶接ビード２の始端
部2aが、溶接進行方向とは逆方向の位置C₀まで突出して
形成されていて、クレータ処理位置Ａまで本溶接条件で
溶接が行なわれことから、溶接トーチ１からのワイヤ突
出量が短くなり、設定された本溶接電流よりも過大な溶
接電流が流れてしまう。その結果、溶接トーチ１がクレ
ータ処理位置Ａに到達した時に、大きなクレータが形成
されることになってしまい、クレータ割れが生じたり、
溶接ビード高さが不均一になったりして、最適なクレー
タ処理溶接条件の選定が困難であった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもの
で、選定に困難なクレータ処理溶接条件を工夫するので
は無くして、クレータ割れの防止および溶接ビード高さ
の均一化を実現したアーク溶接ロボットの溶接終端処理
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のアーク溶接ロボ
ットの溶接終端処理方法は、 溶接トーチを溶接開始位置Ａから第１の溶接速度で所
定距離ｄだけ溶接進行方向へ移動させ、 所定距離ｄだけ移動したら、第１の溶接速度よりも遅
い第２の溶接速度で移動させながら溶接を続行させて溶
接始端ビードを形成し、 該溶接始端ビードの溶接開始位置Ａより突出した溶接
始端ビード長さｌだけ離れた位置Ｃから、該溶接始端ビ
ード中の溶接終了位置まで、溶接トーチを第１の溶接速
度で移動させて溶接を終了する ことを特徴としている。

［作用］ 上述した本発明のアーク溶接ロボットの溶接終端処理
方法では、溶接トーチが、溶接開始位置Ａから所定距離
ｄだけは通常の溶接速度（第２の溶接速度よりも速い第
１の溶接速度で溶接することにより、溶接始端ビードの
溶接開始位置Ａより突出した溶接始端ビード長さｌが従
来よりも小さくなる。そして、この溶接始端ビードと会
合する位置Ｃまで溶接を行なって溶接を終了するに当た
り、溶接開始位置Ａから突出する溶接始端ビード長さｌ
だけ離れた位置Ｃに溶接トーチが到達すると、溶接速度
が再び第１の溶接速度に変更され、この位置Ｃから溶接
始端ビード中の溶接終了位置まで、溶接トーチを移動さ
せて溶接が終了される。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのアーク溶
接ロボットの溶接終端処理方法について説明すると、第
１図はその処理実行前の教示手順を説明するためのフロ
ーチャート、第２図は本実施例における教示作業および
再生動作を説明すべく溶接トーチと溶接ビードとの位置
関係を示す図である。

本発明を実施する装置としては、例えば、周知のPTP
教示CP補間制御方式の記憶再生アーク溶接ロボットが用
いられ、アーム先端の溶接トーチから所定長さ突出した
ワイヤ先端の位置を制御できるとともに、溶接条件を変
更制御できるものであればよい。

以下に、上述のようなアーク溶接ロボットを用いて行
なわれる本実施例の一つの教示作業および再生動作につ
いて説明する。

まず、第1,2図により教示作業について説明する。所
定長さだけワイヤを突き出した状態の溶接トーチ１を、
教示装置（図示せず）のスイッチ操作等にて移動させ、
以下の教示作業を行なう。

（ａ）作業開始位置にある溶接トーチ１を、ワーク（母
材３）と干渉しない空間経路となるように位置決めしな
がら、溶接線に目印を付けた溶接開始位置Ａ近辺に移動
させる。

（ｂ）溶接トーチ１のワイヤを所定突出長さとして、そ
の先端を目印の溶接開始位置Ａに位置させ、所定の溶接
トーチ姿勢に変更させて位置決め教示する（ステップS
1）。

（ｃ）そして、溶接開始指令を入力・設定するとともに
（ステップS2）、この溶接線の所定溶接ビード２（本溶
接ビード）を形成する溶接条件を入力・設定するが、そ
の条件の中でビード余盛り量を制御可能な１つのパラメ
ータである溶接速度を、本溶接ビードの半分の余盛りビ
ードとする溶接速度〔第１の溶接速度；本溶接条件の溶
接速度（第２の溶接速度）よりも速い〕として入力・設
定する（ステップS3）。なお、この溶接開始位置Ａで入
力・設定する溶接速度（第１の溶接速度）は、対象溶接
線の本溶接ビードから予め実験して求めておく。

（ｄ）続いて、溶接開始位置Ａから溶接進行方向に所定
距離ｄ至った溶接線に目印を付けた溶接条件変更位置Ｂ
に溶接トーチ１を移動させ、位置決め教示する（ステッ
プS4）。所定距離ｄは、本溶接ビードの溶接条件（本溶
接条件）にて溶接した始端ビードの突出ビード長さｌを
予め把握しておき、その突出ビード長さｌ程度の距離と
する。

（ｅ）そして、この位置Ｂにて、溶接条件の溶接速度を
本溶接ビード形成の値を入力・設定する（ステップS
5）。以後は、溶接線の所定位置で溶接トーチ１の姿勢
を確認・修正して順次位置決め教示してゆく（ステップ
S6）。なお、溶接線の本溶接ビード変更があれば、溶接
条件をその都度変更させる。

（ｆ）教示作業が進み、例えば、周溶接継手の場合に
は、溶接始端ビードと会合・溶接終了する位置にきて、
溶接開始位置Ａから突出する溶接始端ビード長さｌだけ
離れた位置Ｃ（＝Ａ＋ｌ）に、溶接トーチ１を位置決め
教示する（ステップS7）。

（ｇ）そして、この位置Ｃにて、溶接条件を溶接開始位
置Ａで入力・設定した値に変更する（ステップS8）。

（ｈ）続いて、溶接始端ビード中となる前記目印を付け
た溶接開始位置Ａに溶接トーチ１を位置させ、位置決め
教示し、溶接終了指令を入力・設定する（ステップS
9）。なお、この位置Ａでの溶接終了指令を設定する前
に、クレータを徐々に少なくする通常のクレータ処理を
必要に応じて行なってもよく、より効果が増すことにな
る。

（ｉ）その後、ワーク（母材３）と干渉しない空間経路
となるように位置決めしながら、溶接トーチ１を適当な
退避位置へ導き、位置決め教示する（ステップS10）。

さて、以上のような教示作業の内容がロボット制御盤
の記憶装置（図示せず）に収納され、再生動作時にその
記憶装置の教示データが読み出され、制御部でロボット
本体の移動ならびに処理命令が実行される。

以下に、第２図により、本実施例の方法による溶接終
端部で溶接終了処理（クレータ処理）について説明す
る。

ロボットが、教示データに基づいて、溶接開始位置Ａ
から溶接条件変更位置Ｂまで本溶接条件よりも速い溶接
速度（第１の溶接速度）にて溶接を実行し、その後は、
本溶接条件（第２の溶接速度）にて溶接を実行する。溶
接済みの溶接ビード２の始端と会合する位置Ｃまで溶接
を行ない、この位置Ｃに溶接トーチ１が到達すると、溶
接条件が溶接開始位置Ａで入力・設定された溶接条件に
変更され、この位置Ｃから溶接開始位置Ａまで溶接が行
なわれ、この位置Ａで溶接が終了された後、溶接トーチ
１は退避位置へ移行する。

このように、本実施例によれば、溶接開始位置Ａから
溶接条件変更位置Ｂまで溶接速度を本溶接条件よりも速
くして溶接始端ビードの突出を小さくするとともに、溶
接条件変更位置Ｂからの本溶接条件の変更により増大す
るワイヤの溶融量が溶接始端側へ加わり、溶接始端ビー
ドを本溶接ビードと同等に形成する。そして、位置Ｃか
ら溶接始端ビード中の溶接終了位置Ａまで、再度溶接開
始位置Ａにて設定した溶接条件とし、第２図に斜線で示
す位置Ｃ付近の若干未溶融な余盛りビードを溶融し、そ
の溶融分がワイヤからの溶融量にプラスされて、この溶
接ビードの始端と終端との会合部分で、所望余盛り高さ
が得られるようになる。なお。溶接トーチ１は位置Ｃ付
近にあるとき、溶接トーチ１からのワイヤ突出量は、実
質短くなって溶融電流が増大するが、その代わりに溶接
速度が速くなっているので、クレータもあまり拡がら
ず。従来のごとくクレータ割れが発生せず、且つ、クレ
ータ部分が埋れ均一な溶接ビード高さが得られるのであ
る。

なお、上記実施例での溶接終了位置を教示作業上溶接
開始位置Ａと同じ位置としたが、第１の溶接速度値また
はその値での移動距離から溶接始・終端会合部に均一な
所望余盛りビードが得られる位置とすればよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のアーク溶接ロボットの
溶接終端処理方法によれば、溶接ビードの突出ならびに
余盛り高さ制御と、会合する溶接始端ビードの余盛り高
さ制御とを溶接条件の１つのパラメータである溶接速度
で行なえ、且つ、溶接終端部付近で過大な溶接電流を流
すことなく、クレータ処理が最適に行なわれ、クレータ
割れが確実に防止されるとともに、均一な溶接ビード高
さを得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第1,2図は本発明の一実施例としてのアーク溶接ロボッ
トの溶接終端処理方法を示すもので、第１図はその処理
実行前の教示手順を説明するためのフローチャート、第
２図は本実施例における教示作業および再生動作を説明
すべく溶接トーチと溶接ビードとの位置関係を示す図で
あり、第３図は従来のクレータ処理状況を説明するため
の図である。 図において、１…溶接トーチ、２…溶接ビード、３…母
材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に設けた溶接トーチから所定長さ突出
   したワイヤ先端の位置を制御する記憶再生型アーク溶接
   ロボットにて、溶接始端ビードと会合させて溶接を終了
   する溶接終端処理方法であって、 前記溶接トーチを溶接開始位置から第１の溶接速度で所
   定距離だけ溶接進行方向へ移動させ、 該所定距離だけ移動したら、前記第１の溶接速度よりも
   遅い第２の溶接速度で移動させながら溶接を続行させて
   溶接始端ビードを形成し、 該溶接始端ビードの前記溶接開始位置より突出した溶接
   始端ビード長さだけ離れた位置から、該溶接始端ビード
   中の溶接終了位置まで、前記溶接トーチを前記第１の溶
   接速度で移動させて溶接を終了することを特徴とするア
   ーク溶接ロボットの溶接終端処理方法。